我國很早就制作陶瓷了,其中燒制是不可缺少的一環(huán),但一組研究人員描述了他們如何通過3d打印創(chuàng)建介電陶瓷部件,同時避開了通常必要的燒結階段。
陶瓷革命!3d打印介電陶瓷部件不用再燒結
粉末床熔合是陶瓷添加劑制造的單步工藝。研究人員專注于材料擠出。他們通過將水溶性材料鉬酸鋰(li2moo4)與水混合來制造3d可印刷漿料。“鉬酸鋰(li2moo4)是一種無毒的介電陶瓷材料,已經研究用于抑制腐蝕和濕度傳感應用,和用于改進形式的鋰離子電池的陽極材料,以及甲烷氧化催化劑。“研究人員解釋說。 “對于微波器件,li2moo4是有意義的,因為除了540°c的低溫度燒結之外,它還具有有利的低介電損耗。但是,li2moo4是水溶性的,可以在低至室溫的溫度下制造元件。“
在這種稱為室溫制造或rtf的方法中,鉬酸鋰粉末用水潤濕,并且材料的部分溶解形成水相,這有助于在壓縮過程中顆粒堆積和致密化并避免收縮。溶解的鉬酸鋰在干燥過程中由于水分蒸發(fā)而重結晶,可通過熱處理加速。因為不需要燒結,所以不會形成額外的變相或熱膨脹不均導致模型變形。
一旦形成固體陶瓷顆粒和飽和水相的粘性混合物,就可以使用低成本注射器式3d打印機打印樣品盤。樣品印刷有光滑表面,漿料成功擠出。
“由于擠出壓力,毛細管力和溶解的li 2 moo 4的重結晶,在印刷和干燥漿料期間發(fā)生印刷部件的固結和致密化。研究人員表示,通過在120°c加熱可確保完全干燥后。 “微觀結構顯示印刷層沒有分層。獲得了相對高的密度和良好的介電性能,特別是當考慮不使用燒結和僅來自擠出的壓力時。預計這種方法對于類似的陶瓷和陶瓷復合材料是可行的。“
(原標題:陶瓷革命!3d打印介電陶瓷部件不用再燒結)